平面刻划光栅（Plane Ruled Grating） 是一种通过机械刻划工艺，在平面基底上制作出平行、等宽、等间距的周期性微槽结构的衍射光学元件，核心功能是利用光的衍射与干涉原理实现分光（色散）。
基本原理与核心公式
平面刻划光栅基于夫琅禾费多缝衍射，其核心行为由光栅方程描述：
正入射：d⋅sinθ=m⋅λ
斜入射：d⋅(sinα±sinθ)=m⋅λ
参数定义：
d：光栅常数（刻线间距，d=1/刻线密度）
α：入射角；
θ：衍射角（均从法线起算）
m：衍射级次（m=0,±1,±2,…）
λ：入射光波长
制作工艺（机械刻划法）
基底处理：光学玻璃 / 石英抛光至超平整（面形精度 λ/10~λ/20）。
镀膜：真空镀铝（或金 / 银），膜层均匀致密。
精密刻划：在恒温、恒湿、超净、无振动环境下，用金刚石刻划机逐线刻槽。
刻划机精度：单条刻线误差 < 1nm，全程无累积误差。
检测与复制：母光栅经严格检测后，用于批量复制光栅生产，大幅降低成本。
平面刻划光栅的结构具有三大显著特点：一是基底平整，面形精度高，通常可达λ/4-λ/20（以633nm氦氖激光为基准），确保入射光能够均匀衍射；二是刻槽结构规整，刻线平行度、等宽性和等间距性误差极小，单条刻线误差可控制在1nm以内，无明显累积误差；三是刻槽形状可定制，以锯齿形闪耀槽为主，能够有效提升目标波段的衍射效率，减少光能量损耗。整体结构简单、稳定性强，适配多种光学系统的安装需求。
高分辨率是平面刻划光栅核心的特性之一，其分辨率远高于普通棱镜，能够将波长差异极小的复色光分离。这一特性源于其精密的刻槽结构，刻线密度越高，色散能力越强，分辨率也就越高。平面刻划光栅的分辨本领可达到10⁵量级，能够满足精细光谱分析、精密检测等场景的需求，可清晰区分相邻波长的光谱线，为物质的定性、定量分析提供支撑。
平面刻划光栅的表面通常会镀制不同类型的金属膜，以提升目标波段的反射效率，保护基底不受氧化和损坏。常用的镀膜类型包括：铝膜，适用于紫外-可见-近红外全波段，反射、成本适中，是常用的镀膜类型；金膜，适用于红外波段，反射效率，能够有效提升红外波段的分光性能；银膜，反射率高于铝膜，适合对反射效率要求较高的可见光和近红外场景；紫外增强铝膜，针对紫外波段优化，能够提升紫外波段的反射效率，适用于紫外检测和光谱分析场景。
平面刻划光栅的适用范围——计量与传感领域
平面刻划光栅在计量与传感领域也有着重要应用，主要用于长度测量、角度编码器和光纤通信波分复用（WDM）等设备。在长度测量中，光栅尺（基于平面刻划光栅原理）可实现长度计量，精度可达微米级，广泛应用于机床、仪器仪表等行业；在角度编码器中，可通过光栅的衍射信号实现角度的测量；在光纤通信中，可用于波分复用系统，将不同波长的光信号分离，提升通信容量和效率。
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